ظهرت هذه المشكلة أمام طلاب الصف الأول الثانوي في مادة الفيزياء، وهي متى يتساوى المقدار اللحظي للسرعة والمقدار المتوسط للسرعة؟ حيث يرغب الطلاب في معرفة الإجابة الصحيحة عن هذا السؤال أو التأكد من صحة إجابتهم عليه، ويعتمد الطلاب في ذلك على البحث في محركات البحث بسبب الدراسة عن بعد، وتعتبر السرعة من الدروس الهامة في الفيزياء، حيث تمثل السرعة المتجهة قيمة السرعة منذ بداية الحركة ونهايتها في وقت معين، ولكن يوجد نوعان من السرعة وهما: السرعة المتوسطة والسرعة اللحظية، وسنتعرف على الفرق بينهما من خلال المقال التالي الموجود على موقع الموسوعة، وسيتبع ذلك الإجابة على سؤالنا في هذا المقال.
السرعة المتجهة
- لقياس سرعة حركة أي جسم، يجب معرفة تغير الموقع والزمن، حتى يتمكن الشخص من حساب معدل التغير في الحركة.
- تنقسم السرعة المتجهة إلى نوعين من السرعة هما:
- السرعة المتجهة المتوسطة.
- السرعة المتجهة اللحظية.
السرعة المتجهة المتوسطة
- لحساب السرعة المتجهة لأي جسم متحرك، يحتاج الشخص إلى معرفة الإزاحة والفترة الزمنية.
- يوضح مقدار الإزاحة الفرق في سرعة الأجسام ومقدار سرعة كل جسم.
- يتم تمثيل السرعة المتجهة المتوسطة والسرعة المتوسطة للجسم المتحرك في مستوى الرسم البياني عن طريق نسبة تعبر عن مقدار التغير في الموقع والفترة الزمنية التي تم فيها حدوث هذا التغير.
- قيمة ميل الخط البياني تساوي التغير في الموقع مقسوما على الفترة الزمنية.
- بناءًا على ذلك فإن السرعة المتوسطة المتجهة هي:
- يتم تقسيم التغيير في الموقع على فترة زمنية محددة.
- V = ∆d / ∆t = (df – di) / (tf – ti).
- السرعة المتوجهة المتوسطة هي كمية لها مقدار محدد واتجاه محدد.
السرعة المتوسطة
- هي قيمة مطلقة تعبر عن مدى انحراف خط الموقع والزمن عن المحور الأفقي، وتمثل سرعة الجسم في الحركة.
- تعبر السرعة المتوسطة عن قيمة السرعة المتوسطة المتجهة والاتجاه الذي يتحرك فيه الجسم.
- تكون الإزاحة سالبة إذا تحرك الجسم في اتجاه سالب.
السرعة المتجهة اللحظية
- تُظهر السرعة المتجهة المتوسطة سرعة حركة الجسم بين بداية ونهاية فترة زمنية، لكنها لا تعكس كامل ما حدث خلال تلك الفترة، ومن الممكن وجود تغير في مقدار السرعة أثناء الحركة أو التوقف عن الحركة أو تغيير اتجاه الحركة، ولا يستطيع السرعة المتجهة المتوسطة تحديد كل ذلك.
- تعني السرعة المتجهة اللحظية السرعة المتجهة لجسم ما عندما يكون الزمن المستخدم يساوي الصفر.
- تتساوى السرعة المتجهة المتوسطة مع السرعة المتجهة اللحظية عندما يكون حركة الجسم المتحرك منتظمة، أي يقطع المسافات المتساوية خلال فترات زمنية متساوية.
- السرعة المتجهة اللحظية الثابتة تشير إلى أن:
- السرعة المتجهة اللحظية تساوي السرعة المتجهة المتوسطة.
- عندما يتحرك جسم بسرعة ثابتة، تكون سرعته منتظمة وحركته ثابتة.
متى تتساوى السرعة اللحظية والمتوسطة
بعد شرح الفرق بين السرعة المتوسطة والسرعة المتجهة اللحظية، حان الوقت للإجابة على السؤال الذي يدور حوله هذا المقال وهو:
السؤال
- متى تتساوى السرعة المتجهة اللحظية مع السرعة المتجهة المتوسطة؟
الإجابة
- عندما تكون السرعة المتجهة اللحظية ثابتة فأن:
- السرعة المتجهة اللحظية تساوي السرعة المتجهة المتوسطة.
- عندما تكون حركة الجسم وسرعته منتظمتين، يقطع الجسم المتحرك مسافات متساوية خلال فترات زمنية متساوية.
هذه كانت الإجابة على سؤال متى تتساوى السرعة اللحظية والمتوسطة؟ لمزيد من المعلومات حول السرعة المتجهة، يمكن لطلابنا الأعزاء الإطلاع على الموضوعات التالية والاستفادة منها:
- ابحث عن السرعة المتجهة النسبية واطلع على أمثلة عليها مع المراجع
- بحث عن السرعة في الفيزياء.
- حل تفصيلي لسؤال يتعلق بتسارع جسم متحرك يساوي صفر
